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超伝導回路を用いた量子エレクトロメカニクス

使用超导电路的量子机电

基本信息

批准号：
15J11058
负责人：
野口篤史
金额：
$ 1.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

機械振動子を電磁波と結合させるエレクトロ（オプト）メカニクスと呼ばれる分野が、近年に盛んに研究をされている。本研究では、機械振動子としてQ値の高い窒化シリコン薄膜振動子、電磁波としてマイクロ波共振器を用いることで、両者の量子ハイブリッド系の実現を目指した。実験では、薄膜振動子とシリコン基板上に微細加工技術によってアルミ電極を形成し、薄膜振動子と結合したマイクロ波共振器の作成した。薄膜振動子の振動が回路の静電容量を変調し、マイクロ波共振器との結合が生まれる。サンプルを希釈冷凍機で10mKに冷却し、マイクロ波分光によってその応答を観測した。さらに系をドライブするためのマイクロ波を印加し、薄膜振動子とマイクロ波共振器との間にパラメトリック結合を誘起した。こうして、薄膜振動子とマイクロ波共振器と間の強結合領域にあるハイブリッド系を構築する事ができた。また、このハイブリッド系を用いて、薄膜振動子の冷却に成功した。薄膜振動子のエネルギーをマイクロ波に変化することで、薄膜振動子の緩和を人工的に制御することができ、薄膜振動子からエネルギーを抜く、つまり冷却することが可能になる。実験では、実効温度20mKから30μKまでの冷却に成功し、量子基底状態付近まで薄膜振動子を冷却することができた。このことにより、系が量子極限にまで達していることを確かめることができた。さらにこうして作成したマイクロ波共振器中に超伝導キュービットを配置する事で、薄膜振動子ーマイクロ波共振器ー超伝導キュービットの３者間の量子ハイブリッド系を構築することができた。

Mechanical vibration, electromagnetic waves, and combinations are studied in recent years. This study is aimed at the realization of high Q values of thin film vibrators and electromagnetic wave resonators. The thin film resonator is fabricated by micromachining technology on a substrate. The electrostatic capacitance of the vibration circuit of the thin film vibrator is modulated, and the combination of the resonant wave resonator is generated. The temperature of the refrigerator is 10mK, and the wavelength of the refrigerator is 10mK. This is the first time that a thin film oscillator has been used to induce a wave. A thin film resonator is constructed in a strongly bonded area. The cooling of thin film vibrators was successfully carried out in the middle of the film. The thin film vibrator is produced by the vibration of the wave, and the vibration of the thin film is controlled by the vibration of the wave. The cooling of the thin film oscillator at temperatures ranging from 20mK to 30μK is successful. This is the quantum limit. In this paper, we construct a quantum coupling system between three parts of a thin film oscillator and a waveguide resonator.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

伝搬マイクロ波の量子非破壊測定による単一光子状態の生成

通过传播微波的无损量子测量生成单光子态

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Endo;N. and Matsumoto;J.;Guyon Olivier;河野信吾，増山雄太，石川豊史，田渕豊，野口篤史，山崎歴舟，宇佐見康二，中村泰信
通讯作者：
河野信吾，増山雄太，石川豊史，田渕豊，野口篤史，山崎歴舟，宇佐見康二，中村泰信

マイクロ波光子と薄膜振動子の強結合系の実現

微波光子与薄膜振荡器强耦合系统的实现